步进指令的学习课件

1、本节讲解第一节 步进指令及步进梯形图一、顺序功能图二、步进指令三、步进梯形图四、步进指令的表示及其动作9/19/20221教学目标9/19/20222 1.顺序控制系统 对于流程作业的自动化控制系统而言，一般都包含若干个状态（也就是工序），当条件满足时，系统能够从一种状态转移到另一种状态，我们把这种控制叫做顺序控制。对应的系统则称为顺序控制系统或流程控制系统。典型顺序控制系统一、顺序功能图9/19/20223 2.顺序功能图 以红绿灯控制为例，其对应的顺序功能图如左图所示。 S0S9：初始状态专用S10S19：原点复位用 S20S499：一般用S500S899：停电保持用S900S999：报警

2、用 针对顺序控制要求，PLC提供了顺序功能图（SFC）语言支持。顺序功能图又称状态转移图，由一系列状态（用S表示）组成。系统提供S0S999共1000个状态供编程使用，其中：9/19/20224 FX系列PLC提供了一对步进指令。 STL是利用内部软元件（状态S）在顺控程序上进行工序步进式控制的指令。 RET是用于状态（S）流程的结束，实现返回主程序（母线）的指令。二、步进指令9/19/20225 3.输出的互锁 在状态转移过程中，由于在瞬间（1个扫描周期），两个相邻的状态会同时接通，因此为了避免不能同时接通的一对输出同时接通，必须设置外部硬接线互锁或软件互锁。 定时器线圈与输出线圈一样，也可

3、对在不同状态的同一软元件编程，但在相邻的状态中不能编程。如果在相邻状态下编程，则工序转移时定时器线圈不能断开，定时器当前值不能复位。 2.定时器的重复使用9/19/20227 如右图所示，在状态内的母线将LD或LDI指令写入后，对不需要触点的驱动就不能再编程，需要按下图方式进行变换。 5.输出的驱动方法或9/19/202281.步进指令的顺序功能图表示及其动作四、步进指令的表示及其动作9/19/2022102.步进指令的梯形图表示及其动作四、步进指令的表示及其动作9/19/202211本节讲解第二节 顺序功能图的类型一、单流程结构二、选择分支流程结构三、并进分支流程结构四、跳转流程结构五、重复

4、流程结构9/19/202212 当S0执行后，若X1先有效，则跳到S21执行，此后即使X2有效，S22也无法执行。之后若X3有效，则脱离S21而跳到S23执行，当X5有效后，则结束流程。二、选择分支与汇合流程 当S0之行后，若X2先有效，则跳到S22执行，此后即使X1有效，S21也无法执行。 若有多条路径，而只能选择其中一条路径来执行，这种分支方式称为选择分支。9/19/202214 选择分支流程不能交叉，对左图所示的流程必须按右边所示的流程进行修改。二、选择分支与汇合流程9/19/202215三、并进分支与汇合流程 如左图所示的流程都是可能的程序。B流程没有问题，但A流程在并进汇合处有等待动

5、作的状态，请务必注意。9/19/202217三、并进分支与汇合流程 如在并进分支与汇合点处不允许符号*或符号 的转移条件，应按右图修改。9/19/202218四、跳转流程 向下面状态的直接转移或向系列外的状态转移被成为跳转，用符号指向转移的目标状态。9/19/202219五、重复流程 向前面状态进行转移的流程称为重复。用指向转移的目标状态。使用重复流程可以实现一般的重复，也可以对当前状态复位。9/19/202220一、单流程设计二、选择分支流与汇合程设计三、并进分支与汇合流程设计9/19/202221教学目标9/19/2022229/19/2022249/19/2022259/19/20222

6、7T0T1T2T3X09/19/2022289/19/202229SET在步进梯形图中，作为状态转移指令使用。STL为状态动作的步进起始指令STL与SET指令之间的部分为该状态所需做的动作。9/19/202230用LD或LDI指令设置转移条件用SET指令设置状态以STL指令开始设置动作母线用OUT指令设置动作9/19/202231项目 五：十字路口交通灯控制系统设计 教学目的1掌握顺序步进控制指令的使用方法。2. 掌握计数器的基本使用方法。3会分析交通灯控制系统时序图，能根据“关键”时间点应用定时器编写顺控程序。4.独立完成交通信号灯控制系统的安装、调试与监控，理解PLC的循环扫描。原理。9/

7、19/202232交通灯的控制要求：十字路口交通灯控制时序如图5-1所示。按下启动按钮SB1，系统开始工作，南北红灯亮30s，同时东西绿灯亮25s后以0.5s为半周期闪烁3次熄灭，然后东西黄灯亮2s熄灭；再切换成东西红灯亮30s，同时南北绿灯亮25s后以0.5s为半周期闪烁3次熄灭，然后南北黄灯亮2s熄灭如此不断循环。按下停止按钮SB2，系统停止工作。 9/19/202233时序图：9/19/202234交通灯的动作流程：9/19/202235I/O分配：9/19/202236系统接线9/19/202237程序：9/19/2022389/19/202239表达式：9/19/202240梯形图9

8、/19/202241脉冲发生器：9/19/202242脉冲可调发生器：9/19/202243本项目功能分析在本项目中反映每台风机运行状态的信号是PLC的输入信号，要用PLC的输出信号来控制指示灯的亮、灭。其中输出信号有三种状态：信号灯持续；信号灯以0.5HZ频率闪烁；信号灯以2HZ频率闪烁。分别用中间辅助继电器M0、M1、M2来表示。由以上分析可得出通风机监控系统梯形图设计方案如图4-6所示。9/19/202244方案图:9/19/202245I/O分配:输入输出元件代号功能输入点元件代号功能输出点SA1控制开关X0HL1运行状态指示灯Y0速度继电器KS1常开触点1#风机运行监控X1速度继电器

9、KS2常开触点2#风机运行监控X2速度继电器KS3常开触点3#风机运行监控X39/19/2022462真值表 输入状态输出X1X2X3M0M1M2000001001010010010011100100010101100110100111100对于输入“1”表示通风机运转；“0”表示通风机停止对于输出“1”状态有效；“0”表示状态无效9/19/202247表达式：9/19/202248 梯形图9/19/202249梯形图：9/19/2022509/19/2022519/19/202252（2）磁吹灭弧：在一个与触头串联的磁吹线圈产生的磁力作用下，电弧被拉长且被吹入由固体介质构成的灭弧罩内，电弧被

10、冷却熄灭。（3）窄缝灭弧：在电弧形成的磁场、电场力的作用下，将电弧拉长进入灭弧罩的窄缝中，使其分成数段并迅速熄灭，如图1-3所示，该方式主要用于交流接触器中。9/19/202253（4）栅片灭弧：当触头分开时，产生的电弧在电场力的作用下被推入一组金属栅片而被分成数段，彼此绝缘的金属片相当电极，因而就有许多阴阳极压降，对交流电弧来说，在电弧过零时使电弧无法维持而熄灭，如图1-4所示，交流电器常用栅片灭弧。9/19/202254 图1-3 窄缝灭弧室的断面 图1-4 金属栅片灭弧示意图9/19/2022551.3 配 电 电 器1.3.1刀开关 刀开关只用于手动控制容量较小、起动不频繁的电动机，可

11、分为瓷底开启式负荷开关和封闭式负荷开关。9/19/2022561.3.2 低压断路器 低压断路器（又称为自动开关）可用来分配电能、不频繁地起动电动机、对供电线路及电动机等进行保护，当它们发生严重的过载或短路及欠压等故障时能自动切断电路。 9/19/202257 低压断路器按用途分有配电（照明）、限流、灭磁、漏电保护等几种；按动作时间分有一般型和快速型；按结构分有框架式（万能式DW系列）和塑料外壳式（装置式DZ系列）。9/19/2022581.3.3漏电保护开关 漏电保护开关是一种最常用的漏电保护电器。它既能控制电路的通与断，又能保证其控制的线路或设备发生漏电或人身触电时迅速自动掉闸，切断电源，

12、从而保证线路或设备的正常运行及人身安全。 9/19/2022591.3.4 低压熔断器 熔断器由熔体（熔丝或熔片）和安装熔体的外壳两部分组成，起保护作用的是熔体，其外形结构和图形符号如图1-11所示。低压熔断器按形状可分为管式、插入式、螺旋式和羊角保险等；按结构可分为半封闭插入式、无填料封闭管式和有填料封闭管式等。 9/19/202260图1-11 熔断器外形结构及图形符号9/19/2022611特点及用途 常用熔断器的特点及用途如表1-1所示。名称类别特点、用途主要技术数据瓷插式熔断器RC1A价格便宜，更换方便。广泛用于照明和小容量电动机短路保护额定电流Ige从5A200A分7种规格旋式熔断

13、器RL熔丝周围石英砂可熄灭电弧，熔断管上端红点随熔丝熔断而自动脱落。体积小，多用于机床电气设备中RL1系列额定电流Ige有4种规格：15A、60A、100A、200A表1-1 常用熔断器的特点、用途 9/19/202262名称类别特点、用途主要技术数据无填料封闭管式熔断器RM在熔体中人为引入窄截面熔片，提高断流能力。用于低压电力网络和成套配电装置中的短路保护RM-10系列额定电流Ige从15A1000A，分7种规格有填料封闭管式熔断器RTO分断能力强，使用安全，特性稳定，有明显指示器。广泛用于短路电流较大的电力网或配电装置中RTO系列额定电流Ige从50A1000A分6种规格快速熔断器RLS用

14、于小容量硅整流元件的短路保护和某些适当过载保护I=4ITe，0.2s内熔断；I=6ITe，0.02s熔断RSO用于大容量硅整流元件的保护I=（46）ITe，0.02s内熔断RS3用于晶闸管元件短路保护和某些适当过载保护续表 9/19/2022632主要参数 低压熔断器的主要参数如下：（1）熔断器的额定电流Ige；（2）熔体的额定电流ITe （3）熔体的熔断电流Ib （4）熔断器的断流能力Id 9/19/202264 如果线路电流大于熔断器的断流能力，熔丝熔断时电弧不能熄灭，可能引起爆炸或其他事故。低压熔断器的几个主要参数之间的关系为：IdIbIgeITe。9/19/2022653选型 熔断器的

15、选型主要是选择熔断器的形式、额定电流、额定电压以及熔体额定电流。 熔体额定电流的选择是熔断器选择的核心，其选择方法如表1-2所示。9/19/202266负 载 性 质熔体额定电流（ITe）电炉和照明等电阻性负载ITeIN（电动机额定流）单台电动机线绕式电动机ITe(11.25)IN笼型电动机ITe(1.52.5)IN起动时间较长的某些笼型电动机ITe3IN连续工作制直流电动机ITe=IN反复短时工作制直流电动机ITe=1.25IN多台电动机ITe(1.52.5)INmax+IdeINmax最大一台电动机额定电流Ide其他电动机额定电流之和表1-2 熔体额定电流选择 9/19/2022674注意

16、事项 在安装、更换熔体时，一定要切断电源，将刀开关拉开，不要带电作业，以免触电。熔体烧坏后，应换上和原来同材料、同规格的熔体，千万不要随便加粗熔体，或用不易熔断的其他金属丝去替换。9/19/2022681.4 控 制 电 器1.4.1接触器 接触器是一种适用于远距离频繁接通和分断交直流主电路和控制电路的自动控制电器。9/19/2022691.4.2主令电器 主令电器主要用来切换控制电路，即用它来控制接触器、继电器等电器的线圈得电与失电，从而控制电力拖动系统的起动与停止，以及改变系统的工作状态，如正转与反转等。9/19/2022701.5 继电器1.5.1 电磁式继电器 电磁式继电器是应用最早同

17、时也应用最多的一种继电器。它由电磁机构和触点系统组 成，如图1-19所示。9/19/2022711-静触点；2-动触点；3-簧片；4-衔铁；5-极靴；6-空气气隙；7-反力弹簧；8-铁轭；9-线圈；10-铁芯图1-19 电磁式继电器机构图9/19/2022721电磁式电压继电器 电磁式电压继电器触点的动作与线圈所加电压大小有关，使用时和负载并联。电压继电器又分过电压继电器、欠电压继电器和零电压继电器。9/19/2022732电磁式电流继电器 电磁式电流继电器触点的动作与线圈通过的电流大小有关，使用时电流继电器和负载串联。电流继电器又分欠电流继电器、过电流继电器。 9/19/2022741.5.

18、2时间继电器1空气阻尼式时间继电器 时间继电器是电路中控制动作时间的继电器，它是一种利用电磁原理或机械动作原理来实现触点延时接通或断开的控制电器。按其动作原理与构造的不同可分为电磁式、电动式、空气阻尼式和晶体管式等类型。9/19/2022752电子式时间继电器 电子式时间继电器的种类很多，最基本的有延时吸合和延时释放两种，它们大多是利用电容充放电原理来达到延时目的的。9/19/2022761.5.3热继电器1结构 热继电器主要由热元件、双金属片和触点三部分组成，其外形、结构及图形符号如图1-23所示。9/19/202277图1-23 热继电器外形、结构及图形符号9/19/2022782工作原理

19、3选用 热继电器型号的选用应根据电动机的接法和工作环境决定。4整定9/19/2022791.6 无触点电器1.6.1接近开关 接近开关（又称无触点位置开关）的用途除行程控制和限位保护外，还可作为检测金属体的存在、高速计数、测速、定位、变换运动方向、检测零件尺寸、液面控制及用作无触点按钮等。9/19/202280 使用接近开关时应注意选配合适的有触点继电器作为输出器，同时应注意温度对其定位精度的影响。 9/19/2022811.6.2温度继电器 在温度自动控制或报警装置中，常采用带电触点的汞温度计或热敏电阻、热电偶等制成的各种型式的温度继电器。9/19/2022821.6.3固态继电器 具有开关

20、速度快、工作频率高、质量轻、使用寿命长、噪声低和动作可靠等一系列优点，固态继电器按其负载类型分类，可分为直流型（DC-SSR）和交流型（AC-SSR）。9/19/202283 固态继电器用于控制直流电动机时，应在负载两端接入二极管，以阻断反电势。控制交流负载时，则必须估计过电压冲击的程度，并采取相应保护措施（如加装RC吸收电路或压敏电阻等）。当控制电感性负载时，固态继电器的两端还需加压敏电阻。 9/19/2022841.6.4 光电继电器 光电继电器是利用光电元件把光信号转换成电信号的光电器材光电继电器分亮通和暗通两种电路。 使用光电继电器必须注意，光电继电器安装、使用时，应避免振动及阳光、灯

21、光等其他光线的干扰。9/19/2022851.7 电动机1.7.1三相异步电动机1结构 三相异步电动机分为两个基本部分：定子（固定部分）和转子（旋转部分）。9/19/2022862工作原理 三相异步电动机转动原理如下：三相交流电通入定子绕组，产生旋转磁场。磁力线切割转子导条使导条两端出现感应电动势，闭合的导条中便有感应电流流过。在感应电流与旋磁场相互作用下，转子导条受到电磁力并形成电磁转矩，从而使转子转动。9/19/2022873转向与转速（1）电动机正反转 当通入电动机定子绕组的三相电流相序为UVW时，三相电流产生的旋转磁场是顺时针方向旋转。 9/19/202288 这时由图1-33可知，转

22、子转动方向也是顺时针方向。由上面分析可知，电动机的转子转动方向和磁场旋转的方向是相同的，而磁场的旋转方向与通入定子绕组的三相电流相序有关。 9/19/202289 当通入电动机定子绕组的三相电流相序变为UWV时，三相电流产生的旋转磁场将从原来顺时针方向（正转）变为逆时针方向旋转（反转），如图1-34所示。电动机的转子转动方向也跟着变为逆时针方向（反转）。9/19/202290图1-34 旋转磁场的反转9/19/202291 所以，要使电动机反转，只要将三相电源的任意两相对调，即改变通入定子绕组的三相电流的相序，电动机就改变转动方向。9/19/202292（2）电动机转速 三相异步电动机的转速与

23、旋转磁场的转速有关，而旋转磁场的转速又取决于磁场的极数，旋转磁场的极数与定子绕组的安排有关。 旋转磁场转速n0当旋转磁场具有p对极时，磁场的转速为n0=60f1/p (r/min) 9/19/202293 因此，旋转磁场的转速n0决定于电动机电源频率f1和磁场的极对数p。对于某一异步电动机来说，f1和p通常是一定的，所以磁场转速n0是个常数，常称为同步转速。9/19/202294 旋转磁场极对数p决定于三相绕组的安排情况。如果每个绕组有一个线圈，那么3个绕组的始端之间相差120空间角，则产生的旋转磁场具有一对极（即p=1），如图1-32所示。如果每个绕组有两个线圈串联，如图1-35所示，那么3

24、个绕组的始端之间相差60空间角，则产生的旋转磁场具有两对极（即p=2），如图1-36所示。9/19/202295图1-35 产生四极旋转磁场的定子绕组9/19/202296图1-36 三相交流电流产生的旋转磁场（p=2）9/19/202297 转子转速n如图1-33所示，电动机转速n与旋转磁场转速n0之间必须要有差别，否则转子与旋转磁场之间就没有相对运动，因而磁力线就不切割转子导体，转子电动势、转子电流以及转矩也就都不存在。这样，转子就不可能继续以n的转速转动。这就是异步电动机名称的由来。9/19/202298 转差率s转子转速n与旋转磁场转速n0相差的程度用转差率s来表示，即s=(n0n)/n0 9/19/2022994铭牌数据 三相异步电动机铭牌数据的意义如下。（1）型号 为了适应不同用途和